Come i piloti usano la navigazione aerea per volare
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- Dead Reckoning e Pilotaggio
- Metodi di navigazione radio per aeromobili
- Navigazione GPS
- Come i piloti usano NAVAIDS
La navigazione aerea è realizzata con vari metodi. Il metodo o il sistema che un pilota utilizza per navigare attraverso l'odierno sistema dello spazio aereo dipenderà dal tipo di volo che avverrà (VFR o IFR), quali sistemi di navigazione sono installati sull'aeromobile e quali sistemi di navigazione sono disponibili in una determinata area.
Di seguito sono riportati alcuni degli strumenti e delle tecniche chiave utilizzati dai piloti per la navigazione.
Dead Reckoning e Pilotaggio
Al livello più semplice, la navigazione è realizzata attraverso idee note come dead reckoning e pilotaggio. Pilotaggio è un termine che si riferisce al solo uso di riferimenti visivi al suolo. Il pilota identifica punti di riferimento, come fiumi, città, aeroporti ed edifici e naviga tra di essi. Il problema del pilotaggio è che, spesso, i riferimenti non sono facilmente visibili e non possono essere facilmente individuati in condizioni di scarsa visibilità o se il pilota esce di pista anche solo leggermente. Pertanto, è stata introdotta l'idea della resa dei conti.
La resa dei conti comporta l'uso di punti di controllo visivi insieme a calcoli di tempo e distanza. Il pilota sceglie punti di controllo facilmente visibili dall'alto e identificati anche sulla mappa, quindi calcola il tempo necessario per volare da un punto all'altro in base ai calcoli di distanza, velocità e vento. Un computer di volo aiuta i piloti a calcolare i calcoli di tempo e distanza e il pilota in genere utilizza un registro di pianificazione del volo per tenere traccia dei calcoli durante il volo.
Metodi di navigazione radio per aeromobili
Con gli aeromobili dotati di ausili alla navigazione radio (NAVAIDS), i piloti possono navigare in modo più accurato rispetto al solo dead reckoning. Radio NAVAIDS torna utile in condizioni di scarsa visibilità e funge da metodo di backup adatto per i piloti dell'aviazione generale che preferiscono la resa dei conti. Sono anche più precisi. Invece di volare da un checkpoint all'altro, i piloti possono volare in linea retta verso un 'riparazione' o un aeroporto. Per le operazioni IFR sono richiesti anche specifici NAVAIDS radio.
Esistono diversi tipi di radio NAVAIDS utilizzati nell'aviazione:
Cercatore di direzione automatico e radiofaro non direzionale
La forma più elementare di radionavigazione è il ADF/NDB coppia. Un NDB è un radiofaro non direzionale che staziona a terra ed emette un segnale elettrico in tutte le direzioni. Se un aeromobile è dotato di un cercatore di direzione automatico (ADF), visualizzerà la posizione dell'aeromobile in relazione alla stazione NDB a terra.
Lo strumento ADF è fondamentalmente un puntatore a freccia posizionato su un display del tipo a bussola. La freccia punta sempre nella direzione della stazione NDB, il che significa che se il pilota punta l'aereo nella direzione della freccia in una situazione di assenza di vento, volerà direttamente alla stazione. L'ADF/NDB è un NAVAID obsoleto ed è un sistema soggetto a errori.
Poiché la sua portata è in linea di vista, un pilota può ottenere letture errate mentre vola su un terreno montuoso o troppo lontano dalla stazione. Il sistema è inoltre soggetto a interferenze elettriche e può ospitare solo un numero limitato di aeromobili alla volta. Molti vengono ritirati dal servizio poiché il GPS diventa la principale fonte di navigazione.
Gamma omnidirezionale VHF (VOR)
Accanto al GPS, il sistema VOR è probabilmente il NAVAIDS più utilizzato al mondo. VOR, abbreviazione di VHF Omnidirectional Range, è un NAVAID radio-based che opera nella gamma di frequenze molto alte. Le stazioni VOR si trovano a terra e trasmettono due segnali: un segnale di riferimento continuo a 360 gradi e un altro segnale direzionale ampio.
Lo strumento dell'aeromobile (OBI) interpreta la differenza di fase tra i due segnali e visualizza i risultati in forma radiale sull'OBI (indicatore omni-cuscinetto) o sull'HSI (indicatore di situazione orizzontale), a seconda dello strumento utilizzato dall'aeromobile. Nella sua forma più semplice, l'OBI o l'HSI raffigura quale radiale dalla stazione si trova l'aereo e se l'aereo sta volando verso o lontano dalla stazione.
I VOR sono più accurati degli NDB e sono meno soggetti a errori, sebbene la ricezione sia ancora suscettibile solo alla linea di vista.
Apparecchiatura di misurazione della distanza (DME)
L'attrezzatura per la misurazione della distanza (DME) è uno dei NAVAIDS più semplici e preziosi fino ad oggi. È un metodo di base che utilizza un transponder nell'aereo per determinare il tempo impiegato da un segnale per viaggiare da e verso una stazione DME. DME trasmette su frequenze UHF e calcola la distanza slant-range. Il transponder nell'aereo mostra la distanza in decimi di miglio nautico.
Una singola stazione DME può gestire fino a 100 aeromobili alla volta e di solito coesistono con le stazioni di terra VOR.
Sistema di atterraggio strumentale (ILS)
Un sistema di atterraggio strumentale (ILS) è un sistema di avvicinamento strumentale utilizzato per guidare l'aereo fino alla pista dalla fase di avvicinamento del volo. Utilizza segnali radio sia orizzontali che verticali emessi da un punto lungo la pista. Questi segnali si intercettano per fornire al pilota informazioni sulla posizione precisa sotto forma di una pendenza di planata, un percorso di discesa stabilizzato ad angolo costante fino all'estremità di avvicinamento della pista. I sistemi ILS sono ampiamente utilizzati oggi come uno dei sistemi di approccio più accurati disponibili.
Navigazione GPS
Il sistema di posizionamento globale è diventato il metodo di navigazione più prezioso nel mondo dell'aviazione moderna. Il GPS ha dimostrato di essere estremamente affidabile e preciso ed è probabilmente il NAVAID più comune in uso oggi.
Il sistema di posizionamento globale utilizza 24 satelliti del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per fornire ai piloti dati di posizione precisi, come posizione dell'aeromobile, traccia e velocità. Il sistema GPS utilizza la triangolazione per determinare la posizione esatta dell'aereo sulla terra. Per essere preciso, un sistema GPS deve essere in grado di raccogliere dati da almeno tre satelliti per il posizionamento 2D e quattro satelliti per il posizionamento 3D.
Il GPS è diventato un metodo di navigazione preferito grazie alla precisione e alla facilità d'uso. Sebbene ci siano errori associati al GPS, sono rari. I sistemi GPS possono essere utilizzati ovunque nel mondo, anche su terreni montuosi, e non sono soggetti agli errori dei NAVAIDS radio, come la linea di vista e le interferenze elettriche.
Come i piloti usano NAVAIDS
I piloti voleranno secondo le regole del volo a vista (VFR) o secondo le regole del volo strumentale (IFR), a seconda delle condizioni meteorologiche. Durante le condizioni meteorologiche visive (VMC), un pilota potrebbe volare utilizzando solo il pilotaggio e il dead reckoning, oppure potrebbe utilizzare tecniche di navigazione radio o GPS. La navigazione di base viene insegnata nelle prime fasi dell'addestramento al volo.
In condizioni meteorologiche strumentali (IMC) o durante il volo IFR, un pilota dovrà fare affidamento sugli strumenti della cabina di pilotaggio, come un sistema VOR o GPS. Poiché volare tra le nuvole e navigare con questi strumenti può essere complicato, un pilota deve guadagnare un Valutazione dello strumento FAA volare in condizioni IMC legalmente.
Attualmente, la FAA sta enfatizzando la nuova formazione per i piloti dell'aviazione generale in velivoli tecnologicamente avanzati (TAA) . I TAA sono velivoli che hanno a bordo avanzati sistemi altamente tecnici, come il GPS. Anche gli aerei sportivi leggeri stanno uscendo dalla fabbrica con attrezzature avanzate in questi giorni. Può essere fonte di confusione e pericoloso per un pilota tentare di usarli moderni sistemi di cabina di pilotaggio in volo senza formazione aggiuntiva e gli attuali standard di formazione FAA non hanno tenuto il passo con questo problema.
La FAA è aggiornata Programma FITS alla fine ha affrontato la questione, sebbene il programma sia ancora volontario.